ES2882903T3 - Método y sistema para operar un vehículo de transporte guiado automáticamente para contenedores - Google Patents

Abstract

Método de funcionamiento de vehículos de transporte guiados automáticamente (1) para contenedores (12), cada uno de los cuales es guiado de forma automatizada durante la marcha hacia adelante y también durante la marcha hacia atrás y que comprenden un vehículo tractor (1a) y un remolque (1b) con una superficie de carga (11) para al menos un contenedor (12), en el que el respectivo vehículo de transporte (1), en particular el vehículo tractor (1a), comprende un controlador del vehículo (13) para accionar un mecanismo de dirección y uno de tracción del vehículo de transporte (1) de manera que el vehículo de transporte (1) siga una ruta deseada, caracterizado por que la ruta deseada se especifica teniendo en cuenta una trayectoria previamente determinada del respectivo vehículo de transporte (1), entendiendo por trayectoria una ruta de movimiento del respectivo vehículo de transporte (1) durante una maniobra de conducción, en donde se tiene en cuenta la trayectoria y/o la ruta deseada actualmente especificada de al menos otro vehículo de transporte (1) para evitar conflictos entre las trayectorias y/o las rutas deseadas de varios de vehículos de transporte (1), en donde para diferentes vehículos de transporte (1) se determinan diferentes trayectorias y se especifican diferentes rutas deseadas.

Description

DESCRIPCIÓN

Método y sistema para operar un vehículo de transporte guiado automáticamente para contenedores

La invención se refiere a un método para operar un vehículo de transporte guiado automáticamente para contenedores según el preámbulo de la reivindicación 1 y un sistema para operar un vehículo de transporte guiado automáticamente para contenedores según el preámbulo de la reivindicación 6.

Los vehículos de transporte para contenedores en el sentido de la presente invención se conocen, por ejemplo, del documento DE 102012 108768 A1. Tales vehículos de transporte comprenden un vehículo tractor y un remolque, que juntos forman una combinación articulada. En este caso el remolque presenta un superficie de carga para al menos un contenedor. La superficie de carga suele estar limitada en sus laterales mediante elementos de guía. Los elementos de guía también se denominan instructores. En particular, una combinación de este tipo también puede estar configurada como vehículo articulado.

Dichos vehículos de transporte generalmente solo se utilizan internamente dentro de las terminales para el transbordo de contenedores, en particular contenedores ISO, pero no en el transporte público. En consecuencia, tales vehículos de transporte representan vehículos de transporte interno, que también se denominan camiones de terminal o tractores de terminal. En este caso, por medio de los vehículos de transporte en lo que se conoce como tráfico horizontal, tiene lugar un transporte de contenedores entre los equipos de transbordo de la terminal. Los equipos de transbordo pueden ser por ejemplo grúas portacontenedores o grúas pórtico. En el caso de una terminal diseñada como terminal portuaria, los contenedores se transbordan entre un barco y un vehículo de transporte correspondiente mediante las grúas portacontenedores. Por medio de las grúas pórtico, los contenedores se almacenan o retiran de un almacén en la terminal de contenedores y en este caso se recogen o colocan desde la superficie de carga de un vehículo de transporte correspondiente. Los contenedores se almacenan temporalmente en el almacén antes de ser transportados por barco o por transporte público en camión o por ferrocarril en trenes de mercancías.

Los vehículos de transporte internos mencionados anteriormente pueden ser guiados manualmente y, en consecuencia, controlados de forma manual por conductores que viajan habitualmente con ellos, en particular al acelerar, frenar y girar. Para ello, los vehículos de transporte guiados manualmente presentan un control de vehículo correspondiente y normalmente también una cabina de conductor, desde la que puede tener lugar una intervención manual en el control del vehículo para el guiado manual. Alternativamente, los vehículos de transporte internos también pueden guiarse automáticamente y, en consecuencia, controlarse de manera automatizada, especialmente al acelerar, frenar y girar en el sentido de los denominados vehículos guiados automáticamente (AGV). Para ello, los vehículos de transporte guiados automáticamente presentan un control del vehículo adecuado, de manera que no es necesaria ni posible la intervención manual activa de un conductor que viaja con ellos debido al control automático o la navegación que tiene lugar mediante este. En este sentido, un vehículo de transporte guiado automáticamente también puede estar tripulado cuando un conductor está viajando, pero sin embargo no tiene que o no puede intervenir activamente en el control del vehículo de transporte en el sentido de un conductor de vehículo. Los vehículos de transporte sin conductor que son controlados manualmente a distancia por un conductor de vehículo no se consideran vehículos guiados automáticamente, sino vehículos guiados manualmente.

Una combinación guiada manualmente que consta de un vehículo tractor y un remolque también se conoce de la publicación alemana DE 102004009 187 A1. Solo en el caso especial de marcha atrás se puede utilizar una función de asistencia automática con el propósito de alojar el chasis.

La publicación alemana DE 10 2015 217 555 A1 divulga una combinación de un automóvil y un remolque. En el contexto de un modo de operación manual, se compara una trayectoria de referencia con una trayectoria deseada para apoyar al conductor durante las maniobras de conducción.

El documento WO 2016/168650 A1 divulga un método para operar vehículos de transporte guiados automáticamente para contenedores según el preámbulo de la reivindicación 1.

En el documento DE 102014 114812 A1 se describe un dispositivo para determinar un ángulo de articulación entre el tractor y el remolque en relación con una combinación controlada manualmente por un conductor con un vehículo tractor y un remolque acoplado al mismo.

A partir de esto, el objeto de la presente invención es proporcionar un método y un sistema para operar un vehículo de transporte para contenedores guiado automáticamente, que permitan respectivamente una operación automática particularmente segura del vehículo de transporte.

Este objeto se consigue mediante un método con las características según la reivindicación 1 y mediante un sistema con las características según la reivindicación 6. Otras configuraciones de la invención se especifican en las reivindicaciones subordinadas y en la siguiente descripción.

De acuerdo con la invención, será un método para operar un vehículo de transporte de contenedores guiado automáticamente, que puede ser guiado automáticamente tanto durante marcha hacia delante como durante la marcha atrás y que presenta un tractor y un remolque con un área de carga para al menos un contenedor, por lo que el vehículo de transporte, en particular el tractor, presenta un sistema de control del vehículo para controlar automáticamente una dirección y una tracción del vehículo de transporte de manera que el vehículo de transporte sigue una ruta deseada, mejorado por el hecho de que se predetermina la ruta deseada teniendo en cuenta una trayectoria del vehículo de transporte. Preferiblemente, cada ruta deseada se predetermina automáticamente de esta manera. La ruta deseada predeterminada se transmite preferiblemente al sistema de control del vehículo a través de un enlace de comunicación inalámbrica y el sistema de control del vehículo la convierte automáticamente en maniobras de conducción apropiadas mediante un control adecuado de la dirección y la tracción para seguir la ruta deseada. El vehículo de transporte está configurado preferiblemente como un vehículo articulado con un camión de terminal como tractor, de modo que el remolque está configurado como un semirremolque.

Un vehículo de transporte guiado automáticamente debe entenderse en el contexto de esta invención como un vehículo de transporte operado totalmente automáticamente que es controlado o guiado automáticamente, es decir no manualmente por un conductor, tanto durante la marcha hacia adelante como durante la marcha atrás. En particular, todas las maniobras de conducción pueden ser realizadas automáticamente por tales vehículos de transporte guiados automáticamente y no solo maniobras de conducción individuales como maniobras de estacionamiento al dar marcha atrás, conducir a través de pasajes estrechos o similares.

Se entiende por trayectoria la ruta de movimiento del vehículo de transporte, también denominada pista de movimiento, o de un punto fijo del vehículo definido en el vehículo de transporte durante una maniobra de conducción. La maniobra del vehículo puede en este caso incluir en particular uno o varios trayectos en línea recta y/o uno o varios trayectos en curva con diferentes radios de curvatura. Parte de cada trayectoria es una secuencia de diferentes puntos de posición del vehículo de transporte durante una determinada maniobra de conducción. La trayectoria respectiva de un vehículo de transporte depende particularmente de la cinemática del vehículo, es decir, de las condiciones límite cinemáticas del vehículo de transporte respectivo y, por lo tanto, de las relaciones geométricas como longitudes, anchuras y, en particular, el ángulo de articulación del vehículo de transporte o de la combinación articulada de tractor y remolque. El ángulo de articulación resulta de un ángulo de dirección distinto de cero y, por tanto, depende del ángulo de dirección. Por tanto, las trayectorias se determinan y se tienen en cuenta sobre la base y, por tanto, teniendo en cuenta las condiciones de contorno cinemáticas del vehículo de transporte respectivo.

Ventajosamente, está previsto que la trayectoria se tenga en cuenta teniendo en cuenta las condiciones límite cinemáticas del vehículo de transporte, en particular la combinación articulada del tractor y el remolque del vehículo de transporte. Esto permite un guiado automático especialmente preciso, y por tanto seguro, del vehículo de transporte.

También se prevé ventajosamente que se determinen diferentes trayectorias para diferentes vehículos de transporte y se predeterminen diferentes rutas deseadas. Mediante esto se aumenta aún más la precisión del guiado automático de los vehículos de transporte, ya que las condiciones límite cinemáticas específicas para diferentes vehículos de transporte, en particular debido a los ángulos de articulación entre el tractor y el remolque, se tienen en cuenta al predeterminar la ruta deseada.

Además, se prevé que la ruta deseada predeterminada se compare con los valores reales de una posición y orientación u alineación del vehículo de transporte, en particular dentro del área operativa de una terminal para el transbordo de contenedores, y una desviación de los valores reales de la ruta deseada se reduce mediante el control apropiado de la dirección y/o la tracción. En este contexto, resulta por tanto de los valores reales de la posición y alineación del vehículo de transporte y la comparación con la ruta deseada si el sistema de control del vehículo tiene que intervenir regulando en la dirección y/o la tracción para conseguir una aproximación a la ruta deseada y cómo debe hacerlo.

Se prevé ventajosamente que la posición y la alineación del vehículo de transporte se determinen teniendo en cuenta el ángulo de articulación entre el tractor y el remolque. En este caso, la posición del tractor se puede determinar usando métodos conocidos descritos en más detalle a continuación, por ejemplo, navegación por transpondedor. A partir de esto, la posición y alineación de todo el vehículo de transporte, incluido el remolque, se puede determinar mediante el ángulo de articulación determinado y mediante dimensiones conocidas del tractor y el remolque. En el tractor está previsto un sensor adecuado para determinar un valor real del ángulo de articulación para este propósito. La determinación de un valor real del ángulo de articulación también puede incluir la determinación del ángulo de dirección del tractor y la velocidad angular de las ruedas de un eje del remolque mediante un sensor en cada caso.

Según una forma de realización ventajosa del procedimiento, también se puede prever que un ángulo de dirección se ajuste mediante la dirección en función de un valor real de un ángulo de articulación entre el tractor y el remolque. De esta manera, se puede reducir la desviación de los valores reales de la posición y la alineación con respecto a la ruta deseada y con esto los valores reales pueden acercarse a los valores deseados.

Según la invención, un sistema para la operación de al menos un vehículo de transporte para contenedores guiado automáticamente, que comprende un sistema de dirección y al menos un vehículo de transporte para contenedores, que se puede guiar automáticamente tanto en una marcha hacia delante como en una marcha atrás y que presenta un tractor y un remolque con una superficie de carga para al menos un contenedor, en el que el vehículo de transporte, en particular el tractor, presenta un control de vehículo para controlar automáticamente una dirección y una tracción del vehículo de transporte de manera que el vehículo de transporte sigue una ruta deseada, mejorado en que el sistema de guiado está diseñado y configurado para predeterminar la ruta deseada, preferiblemente de forma automática, teniendo en cuenta una trayectoria del vehículo de transporte y para transmitirlo al controlador del vehículo. Para ello, el sistema de guiado está asistido por ordenador y, por tanto, dispone de un ordenador de navegación con una unidad de cálculo que incluye una unidad de memoria. Así, el sistema según la invención también puede lograr las ventajas mencionadas en relación con el método según la invención, tales como un guiado automático preciso y seguro de uno o más vehículos de transporte a lo largo de la ruta deseada respectiva.

Por lo tanto, está previsto ventajosamente que el sistema, en particular el sistema de guiado y el sistema de dirección del vehículo, esté diseñado y configurado para realizar un procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores.

Según un uso ventajoso de un método y/o sistema según la invención para un vehículo de transporte, se prevé que su superficie de carga esté delimitada por elementos de guía para guiar y alinear un contenedor que va a colocarse en la superficie de carga.

Posibles formas de realización de la invención se explican en base a la siguiente descripción. Muestran:

La figura 1 es una vista lateral esquemática de un vehículo de transporte para contenedores,

la figura 2 es una vista en planta esquemática del vehículo de transporte según la figura 1 mientras toma una curva,

la figura 3 muestra una vista esquemática de una terminal de transbordo de contenedores con vehículos de transporte para contenedores según la figura 1 y

la figura 4 muestra una vista esquemática de una terminal alternativa para el transbordo de contenedores con vehículos de transporte para contenedores según la figura 1.

La figura 1 muestra una vista lateral esquemática de un vehículo 1 de transporte guiado automáticamente para contenedores 12, que se utiliza en una terminal 9 para el transbordo de contenedores 12 (véanse las figuras 3 y 4). El vehículo de transporte 1 está diseñado a modo de ejemplo como semirremolque y, por consiguiente, incluye un tractor 1 a, también denominado camión terminal, así como un remolque 1 b en forma de semirremolque, que está acoplado a él. En la versión de carga pesada, estos vehículos articulados tienen un peso total del tren de hasta 200 t.

El vehículo de transporte 1 puede moverse libremente sobre una superficie 3 del suelo mediante las ruedas 2 y, por lo tanto, está unido al suelo, pero no a raíles. Por consiguiente, el vehículo de transporte 1 debe distinguirse de los vehículos ferroviarios. Cada una de las ruedas 2 está provista de neumáticos, que son preferiblemente neumáticos de caucho llenos de aire en el sentido de neumáticos. Además, el vehículo de transporte 1 comprende una tracción con al menos un motor diseñado como motor eléctrico y una transmisión para accionar las ruedas 2 a través de esta. El motor y la transmisión no se muestran en aras de la claridad. En principio, también es concebible un motor de combustión interna en lugar de un motor eléctrico. Las ruedas 2 están dispuestas de la forma habitual sobre dos ejes 4a, 4b en la zona del tractor 1a. Si el vehículo de transporte 1 está configurado como vehículo articulado, también están dispuestas ruedas 2 en al menos otro tercer eje 4c del remolque 1b configurado como semirremolque. En principio, también es posible proporcionar otros números de ejes y disposiciones de ejes con el número correspondiente de ruedas 2, si esto es técnicamente necesario.

El vehículo de transporte 1 o su tractor 1a comprende un chasis 6 sobre el que se montan las ruedas 2 mediante el primer eje delantero 4a y el segundo eje trasero 4b. Al menos algunas de las ruedas 2 montadas en el tractor 1a, por ejemplo las ruedas 2 montadas en el eje delantero 4a, se pueden dirigir para permitir que el vehículo de transporte 1 circule por las curvas. Esto se muestra esquemáticamente en la figura 2, que muestra una vista superior esquemática del vehículo de transporte 1 durante un trayecto en curva. Durante el trayecto en curva, se establece un ángulo de articulación a1 que es distinto de cero entre el eje longitudinal L1a del tractor 1a y el eje longitudinal L1b del remolque. Por tanto, el ángulo de articulación a1 se define como el ángulo en el que el eje longitudinal L1a del tractor 1a se desvía con respecto al eje longitudinal L1b del remolque 1b durante un trayecto en curva del vehículo de transporte 1. Mediante un desvío del tractor 1a un ángulo de dirección a2 de las ruedas 2 puede cambiarse con respecto al eje longitudinal L1 a del tractor 1 para cambiar el ángulo de articulación a1. Al conducir en línea recta, tanto el ángulo de articulación a1 como el ángulo de dirección a2 son iguales a cero. Para poder determinar un valor real del ángulo de articulación a1, el tractor 1a dispone de un sensor 15 adecuado y conocido. El ángulo de articulación a1 también se puede calcular de manera conocida per se a partir de señales de medición de un sensor 16 para determinar el ángulo de dirección a2 y sensores 17 para determinar las velocidades de las ruedas opuestas 2 del eje 4c del remolque 1b. Como puede verse en la figura 2, el remolque 1 b también puede tener más de un eje 4c, a diferencia de la ilustración de la figura 1. También se puede proporcionar una unidad de cálculo con una unidad de memoria para determinar o calcular el ángulo de articulación a1. La unidad de cálculo puede formar parte del controlador 13 del vehículo.

Además, como se representa en la Figura 1, en la zona trasera del chasis 6 hay dispuesta una placa articulada 7, que es parte de un acoplamiento articulado. La placa articulada 7 puede diseñarse para que se suba y baje mediante un accionamiento hidráulico, de modo que el vehículo tractor 1a pueda acoplar o desacoplar activa e independientemente el remolque 1b. La elevación hidráulica de la placa articulada 7 permite elevar cargas verticales de hasta 45 t. También es concebible un tipo diferente de acoplamiento y desacoplamiento del remolque 1b sin posibilidad de elevación hidráulica, por ejemplo mediante un mecanismo de acoplamiento accionable manualmente. La placa articulada 7 también se puede diseñar a modo de bisagra de manera que no haya una separación regular del tractor 1a y el remolque 1b y, por lo tanto, conecta permanentemente el tractor 1a y el remolque 1b para formar una unidad fija en forma de vehículo articulado. Además, el chasis 6 lleva una batería 8, que alimenta el motor o motores eléctricos de la tracción del vehículo de transporte 1 y se mueve junto con él. La batería 8 está diseñada preferiblemente como batería recargable de iones de litio o como batería de plomo y está dispuesta por encima o por debajo del chasis 6, por ejemplo entre los dos ejes 4a, 4b, para permitir una sustitución sencilla con una batería 8 cargada. Alternativamente, también puede disponerse en el remolque 1b una batería adicional 8 para alimentar la tracción y conectarse eléctricamente a la tracción para este propósito.

El remolque 1b diseñado como semirremolque no presenta un eje delantero dispuesto en el extremo alejado del tractor I a, sino solo uno o más ejes traseros 4c, que están montados debajo de un bastidor 10 del remolque 1b en el extremo opuesto al tractor 1 a. Sin embargo, una especie de eje delantero del remolque 1 b está formado por el eje trasero 4b del tractor 1a. El remolque 1b presenta también soportes, que no se muestran y que están dispuestos en su extremo delantero orientado hacia el tractor 1a. Los soportes están previstos para aparcar el remolque 1b después del desacoplamiento y, según el diseño de la placa articulada 7, para montar y desensillar un remolque 1b diseñado como semirremolque al tractor 1a. Además, el remolque 1b no tiene propulsión propia.

Además, el vehículo de transporte 1 o su remolque 1b presenta sobre su bastidor 10 una superficie de carga 11 esencialmente plana para contenedores 12. En la figura 1, dos contenedores 12 diseñados como contenedores ISO con una longitud de aproximadamente 20 pies están colocados sobre el área de carga 11 uno detrás del otro, visto en el sentido de marcha F del vehículo de transporte 1 cuando se desplaza hacia adelante. Los contenedores ISO, tal como se definen anteriormente, tienen herrajes de esquina estandarizados. Los herrajes de esquina se pueden sujetar, por ejemplo, con los medios de carga de una grúa, que están diseñados como el llamado balancín de carga, para levantar el contenedor ISO de la zona de carga 11 o depositarlo sobre ella.

Para poder guiar un contenedor 12 a transportar y, en el caso de contenedores ISO, en particular sus herrajes de esquina durante el depósito sobre la zona de carga 11 y poder alinearlo con respecto a la zona de carga 11, la zona de carga 11 está delimitada por sus lados por varios elementos de guía 11a. Para ello, los elementos de guía 11a presentan superficies de guía con un recorrido inclinado. En este caso las superficies de guía se extienden desde la superficie de carga 11 hacia arriba y hacia afuera y hacia el área de carga 11 hacia abajo y hacia adentro. Los elementos de guía 11a están dispuestos preferentemente por parejas sobre lados opuestos, en particular en lados longitudinales y/o lados transversales, de la zona de carga 11. Las superficies de guía de un par de elementos de guía I I a forman una especie de embudo, cuyo recorrido inclinado se estrecha hacia la superficie de carga 11 para realizar la función de guía y alineación. Por consiguiente, las superficies de guía de un par de elementos de guía 11a se ensanchan desde la superficie de carga 11 en una dirección hacia arriba.

El vehículo de transporte 1 es guiado automáticamente en el sentido definido anteriormente y para ello dispone de un controlador del vehículo 13, representado esquemáticamente en la figura 1, que también sirve como sistema de navegación. Además, el vehículo de transporte 1 opcionalmente también puede ser guiado o controlado manualmente por un conductor en el sentido definido anteriormente dentro de la terminal 9 respectiva, de modo que también es concebible un cambio entre el guiado manual y automático del vehículo de transporte 1. Para la variante manual, en la zona delantera del tractor 1 a está dispuesta una cabina de conductor 5 con los correspondientes medios de control para la intervención manual en el control del vehículo 13. En el caso de vehículos de transporte 1 guiados exclusivamente automáticamente, la cabina del conductor 5 puede permanecer sin conductor, como se muestra en la figura 1, o también puede omitirse.

La figura 3 muestra una vista esquemática de una terminal 9 para el transbordo de contenedores 12, en la que se utilizan los vehículos de transporte 1 según la figura 1, en una vista superior. La terminal 9 está diseñada, por ejemplo, como terminal de puerto. En este caso varios barcos 22 pueden atracar en un muelle 9a de un puerto para entregar o recoger contenedores 12. Para cargar o descargar los barcos 22, se proporcionan grúas portacontenedores 23 en el muelle 9a, que también se designan como grúas de barco a tierra (grúas STS para abreviar) y cuyos brazos se extienden por un lado sobre los barcos 22 y por otro sobre el muelle 9a. Alternativamente, la carga y descarga de los barcos 22 puede también tener lugar mediante las denominadas grúas portuarias, cuyo brazo pivota en este caso alrededor de un eje vertical sobre el barco 22 correspondiente.

La terminal 9 está rodeada de la forma habitual en el sentido de un área operativa delimitada por un límite 19, por ejemplo diseñado como una valla o muro, y en este punto separada de su entorno externo y por lo tanto del transporte público fuera de la terminal 9 y de vehículos de transporte externos 25 que circulen allí, por ejemplo, camiones convencionales. Para los vehículos de transporte externos 25, sólo se puede llegar a la terminal 9 a través de las áreas de paso 18 para recoger o entregar contenedores 12. Para la apertura y cierre específicos o controlados de cada área de paso 18, también se puede proporcionar una compuerta de seguridad para el registro y salida, incluyendo una identificación de los vehículos externos que entran y salen y sus conductores.

Además, la terminal 9 incluye un almacén de contenedores 20 dentro del límite 19, en el que los contenedores 12 pueden apilarse para almacenamiento temporal corto en al menos un área de almacenamiento 20a, también denominada pila. Este puede ser el caso después de que los contenedores 12 se hayan descargado de los barcos 22 y antes de que se carguen para el transporte ulterior fuera de la terminal 9 en un vehículo de carretera o en un vehículo de transporte 25 o en un vehículo ferroviario o después de que se hayan entregado desde allí y antes de ser cargados en los barcos 22. Los vehículos de transporte interno 1, que no están diseñados y homologados para el transporte público, se mueven por la superficie del corredor 3, que incluye el muelle 9a del puerto, para trasladar los contenedores 12, que están diseñados por ejemplo como contenedores ISO, entre las grúas portacontenedores 23 y la grúas de pórtico 21 del almacén de contenedores 20 de la terminal 9, que se utilizan como apiladora de contenedores.

El almacén de contenedores 20 en tal terminal 9 normalmente comprende varias zonas de almacenamiento 20a, cada una de las cuales está dispuesta en filas o en forma de rejilla una al lado de la otra y a una distancia entre sí. En cada zona de almacenamiento 20a, se pueden colocar varias filas de contenedores 12 con sus lados largos uno al lado del otro y en cada fila se pueden colocar varios contenedores 12 uno encima del otro. Para gestionar el almacén de contenedores 20 o las respectivas zonas de almacenamiento 20a, es decir, para el almacenamiento y la retirada de los contenedores 12 allí, se proporciona al menos una grúa de pórtico correspondiente 21 para cada zona de almacenamiento 20a del almacén de contenedores 20 para mover contenedores 12 para el almacenamiento o retirada en el almacén de contenedores 20 para recogerlos de los vehículos de transporte 1 o 25 o para entregarlos a ellos. Habitualmente, se prevén varias áreas de almacenamiento 20a en una terminal 9 tal, cada una de las cuales se gestiona para el almacenamiento y retirada de contenedores 12 allí mediante al menos una grúa apiladora diseñada como una grúa de pórtico 21. Las grúas pórtico 21, que representan equipos de transbordo, abarcan la correspondiente zona de almacenamiento 20a y los contenedores 12 apilados en ella con sus vigas de puente soportadas por soportes pórtico. Para el almacenamiento y recuperación de contenedores 12, las grúas pórtico 21 pueden desplazarse sobre la zona de almacenamiento 20a en la dirección longitudinal de la grúa pórtico 21.

Dentro de la terminal 9, para el transporte de contenedores 12, tiene lugar una operación conjunta y simultánea de al menos un vehículo de transporte 1, que en el sentido de la definición anterior es un vehículo interno y preferiblemente guiado automáticamente, y al menos un vehículo de transporte externo 25 guiado manualmente, que puede ser, por ejemplo, un camión o remolque convencional autorizados para el tráfico público. Los vehículos de transporte 1 en la variante manual del vehículo de transporte 1 con cabina de conductor 5 descrita en la figura 1 también pueden circular dentro de la terminal 9 además o como alternativa a la variante de guiado automático. Por medio de los vehículos de transporte interno 1, tiene lugar un transporte de los contenedores 12 entre el almacén de contenedores 20 o su equipo de transbordo y los equipos de transbordo dispuestos en el muelle 9a en forma de grúas portacontenedores 23 o grúas portuarias o grúas móviles portuarias, con las cuales los contenedores 12 son transbordados entre los vehículos de transporte 1 y los barcos 22 y por consiguiente, los vehículos de transporte 1 pueden ser cargados y descargados en el muelle 9a. Por medio de los vehículos de transporte externos 25, los contenedores 12 pueden recogerse del almacén de contenedores 20 o su equipo de transbordo para su posterior transporte en tráfico público o, después del transporte en tráfico público, pueden entregarse al almacén de contenedores 20 para su almacenamiento temporal. Estos transportes se realizan en lo que se conoce como tráfico horizontal.

Las grúas de pórtico 21 asignadas a las zonas de almacenamiento 20a como equipo de transbordo están configuradas en la figura 3 como las llamadas grúas apiladoras provistas de neumáticos (Rubber-Tyred Gantry Crane - RTG para abreviar) o grúas apiladoras sobre raíles (Rail-Mounted Gantry Crane - RMG para abreviar) , que o bien son guiadas o controladas manualmente por un operador que viaja en la cabina de la grúa o guiadas o controladas (parcialmente) automáticamente. Por consiguiente, la terminal 9 mostrada esquemáticamente en la Figura 3 también se denomina terminal RMG o RTG. En este tipo de terminales, entre las áreas de almacenamiento 20a que se extienden paralelas al borde del muelle 9a recorrido, se prevén pasillos L, Q rectos y en forma de cuadrícula, de una o varias vías, en los que pueden transitar los vehículos de transporte interno 1 así como los vehículos de transporte 25 externos que entran y salen de la terminal 9 vehículos por la zona de paso 18. La carga y descarga de los vehículos de transporte 1, 25 mediante la grúa de pórtico 21 tiene lugar en los pasillos longitudinales L de las zonas de almacenamiento 20a que conducen a lo largo de los lados longitudinales. Allí están previstos como carriles de transferencia o zona de transferencia 26 carriles de servicio para los vehículos de transporte 1, 25, que también son atravesados por la respectiva grúa de pórtico 21. Mediante las flechas en ángulo representadas en la figura 3 se indica que los vehículos de transporte 1, 25 pueden entrar, mediante pasillos transversales Q que transcurren transversales y en particular perpendiculares al muelle 9a, en los pasillos longitudinales L y los carriles de transferencia de allí o abandonarlos de nuevo. También se puede prever que las grúas de pórtico 21 gestionen una varias zonas de almacenamiento 20a contiguas en la dirección longitudinal, que están separadas entre sí por un pasillo transversal Q, y para ello pasen por uno o más pasillos transversales Q. Alternativamente, se puede asignar al menos una grúa de pórtico 21 a cada zona de almacenamiento 20a. El área del muelle 9a con el equipo de transbordo de allí puede, sin embargo, estar reservada para los vehículos de transporte interno 1, por lo que se pueden prever las correspondientes barreras o zonas de paso con compuertas de seguridad dentro de la terminal 9. Esto está indicado por la línea discontinua en la figura 3.

En la figura 4, se muestra una terminal alternativa 9, que está diseñada como una denominada terminal ASC. A diferencia de la terminal 9 mostrada en la figura 3, las grúas de pórtico 21 del almacén de contenedores 20 están diseñadas aquí como las así llamadas grúas apiladoras automáticas sobre raíles, que también se denominan Automated Stacking Crane, ASC para abreviar. En este tipo de terminal, solo se proporcionan pasillos estrechos como rutas 24 para las ASC entre las zonas de almacenamiento 20a. Las rutas 24 para los ASC comprenden carriles sobre los que se desplaza la ASC respectiva y una zona de almacenamiento 20a está dispuesta entre su disposición emparejada. Estos pasillos no están previstos para que pasen los vehículos de transporte 1 y 25 y para ello suelen ser demasiado estrechos. A diferencia de las terminales RMG o RTG, las zonas de almacenamiento 20a tampoco se extienden a lo largo y en particular paralelas, sino generalmente transversalmente y en particular perpendiculares al muelle 9a. Las grúas de pórtico 21 también se mueven en consecuencia perpendiculares al muelle 9a. Además, el almacén de contenedores 20 de la terminal ASC no tiene carriles de traspaso o zonas de traspaso 26 dispuestas sobre los lados longitudinales de las zonas de almacenamiento 20a. En cambio, se prevén zonas de traspaso 26 del lado de la cabeza sobre los extremos longitudinales de la respectiva zona de almacenamiento 20a que apuntan en la dirección longitudinal. Tal terminal ASC comprende una zona de transbordo en el lado del agua o del muelle con respecto al almacén de contenedores 20, que está separada del tráfico terrestre de los vehículos de transporte externos 25 en el zona de transbordo terrestre durante el funcionamiento regular de la terminal 9 mediante el diseño de la terminal ASC y del almacén de contenedores 20 descritos anteriormente. Solo en casos especiales, por ejemplo, con fines de mantenimiento o reparación, los vehículos pueden moverse entre el área de transbordo del lado del agua y el área de transbordo del lado de la tierra, para lo cual se pueden utilizar pasillos con un ancho suficiente. Los vehículos de transporte 25 utilizan una zona de paso 18 en el sentido anterior para entrar en la zona de transbordo del lado de tierra o para salir de ella.

En consecuencia, sólo los vehículos de transporte internos 1 guiados automáticamente y/o manualmente están involucrados en el tráfico en el área de transbordo junto al agua. Por tanto, esta zona puede ser una zona delimitada, puramente automática. En la zona de transbordo del lado de la tierra, los vehículos de transporte 1 internos guiados manualmente también se pueden utilizar en el tráfico mixto con vehículos de transporte 25 externos guiados manualmente, para, por ejemplo, asegurar una conexión a una terminal ferroviaria dentro de la terminal 9.

Sin embargo, los vehículos de transporte interno 1 no pueden circular por la zona de paso respectiva 18 en ninguna de las terminales 9 descritas anteriormente, ya que no pueden acceder al transporte público fuera de la terminal 9 y solo pueden operar como se pretende dentro de la terminal 9. Esto no se aplica a abandonar la zona de transbordo junto al agua, así como a abandonar la zona de transbordo junto a tierra o a la terminal 9, por ejemplo, para fines de mantenimiento o reparación, lo que no se considera operación normal.

Para coordinar el tráfico dentro de la respectiva terminal 9 según la figura 3 o según la figura 4, se proporciona un sistema de dirección asistido por ordenador 14, a través del cual las órdenes de transporte para los vehículos de transporte interno 1 se planifican, gestionan y se utilizan para la planificación de rutas y seguimiento de rutas. El almacenamiento o la gestión del almacén de contenedores 20 también puede tener lugar a través del sistema de dirección 14 o su ordenador de navegación y puede incorporarse en la planificación de las órdenes o rutas de transporte. Las rutas que se van a recorrer para procesar las órdenes de transporte se generan en el sentido de rutas deseadas por medio del sistema de dirección 14 y se transmiten a los vehículos de transporte 1 o a su controlador del vehículo 13 a través de conexiones de comunicación inalámbrica, por ejemplo en forma de conexiones WLAN. Las rutas deseadas pueden constar de varias secciones individuales, cada una con un punto de partida y un destino. Para coordinar el tráfico o la planificación de rutas y el seguimiento de rutas, tiene lugar mediante el sistema de dirección 14 preferiblemente también un procesado continuo de las posiciones y orientaciones temporalmente variables de los vehículos de transporte 1 ubicados en la terminal 9 y otras informaciones operativas como por ejemplo las zonas de conducción utilizadas respectivas, carriles y direcciones de movimiento de los vehículos de transporte 1, así como velocidades de conducción y normas de tráfico. La especificación y modificación de rutas deseadas también puede tener lugar a través del sistema de dirección 14 y las conexiones de comunicación, por ejemplo, mediante posiciones de destino, carriles a utilizar y/o direcciones de movimiento predeterminadas para ciertos instantes. Además, el sistema de dirección 14 puede bloquear o desbloquear dinámicamente áreas, en particular carriles individuales en el sentido de zonas restringidas, y así garantizar que solo haya un vehículo de transporte 1 en una zona determinada.

Por medio del controlador del vehículo 13, las maniobras de conducción de avance o retroceso posibles de los vehículos de transporte guiados automáticamente 1 pueden ser controladas automáticamente, en cuanto que las rutas deseadas transmitidas por el sistema de dirección 14 y así predeterminadas se convierten por el sistema de dirección en correspondientes maniobras de conducción, en particular en carriles predeterminados dentro de la terminal 9. La conversión en maniobras de conducción incluye las especificaciones de desplazamiento requeridas en forma de valores objetivo para el control de tracción y/o de la dirección del vehículo de transporte 1 respectivo. En este contexto, mediante el controlador del vehículo 13 se controlan automáticamente los procesos de dirección y las velocidades, así como las aceleraciones y deceleraciones, si es necesario por un proceso de frenado, del vehículo de transporte 1.

Las rutas deseadas o sus tramos individuales son predeterminadas preferiblemente de forma automática por el sistema de dirección 14, por lo que también se tiene en cuenta al menos una trayectoria previamente determinada del respectivo vehículo de transporte 1 durante una maniobra de conducción. Se entiende por trayectoria la ruta de movimiento, también denominada pista de movimiento, del vehículo de transporte 1 o de un punto fijado al vehículo definido en el vehículo de transporte 1 durante una maniobra de conducción. La maniobra del vehículo puede en este caso incluir en particular uno o varios trayectos en línea recta y/o uno o varios trayectos en curva con diferentes radios de curva. Por lo tanto, parte de cada trayectoria es una secuencia de diferentes puntos de posición del vehículo de transporte 1 durante una maniobra de conducción específica. La trayectoria respectiva de un vehículo de transporte 1 depende particularmente de la cinemática del vehículo, es decir, de las condiciones límite cinemáticas del respectivo vehículo de transporte 1 y, por tanto, de proporciones geométricas tales como longitudes, anchuras y, en particular, del ángulo de articulación a1 del vehículo de transporte 1 o de la combinación articulada de vehículo tractor 1a y 1b del remolque. El ángulo de articulación a1 resulta de un ángulo de dirección a2 distinto de cero y, por lo tanto, depende del ángulo de dirección a2. Por tanto, las trayectorias se determinan y se tienen en cuenta sobre la base y con esto teniendo en cuenta las condiciones de contorno cinemáticas del respectivo vehículo de transporte 1.

Las trayectorias se pueden determinar en particular para diversas maniobras de conducción con posibles curvas con diferentes radios de curva y velocidades y, en correspondencia, diferentes ángulos de dirección a2 y los correspondientes virajes asociados de la dirección, pero también con conducción en línea recta. La determinación de las trayectorias puede basarse, por ejemplo, en una investigación de la curva envolvente. Asimismo, la influencia de otras condiciones de contorno como la carga transportada o por transportar sobre la trayectoria respectiva se puede tener en cuenta durante las correspondientes maniobras de conducción. La carga o al menos la presencia de una carga se puede detectar en este caso de varias formas. Por un lado, los estados del vehículo "cargado" o "descargado" pueden introducirse como parámetros en el sistema de dirección 14 para cada vehículo de transporte 1 y tenerse en cuenta en consecuencia. Por otro lado, el vehículo de transporte 1 puede equiparse con un dispositivo de medición adecuado para poder determinar un valor de carga exacto. De esta manera, se pueden determinar diferentes trayectorias de diferentes vehículos tractores 1a y remolques 1b para diferentes maniobras de conducción y condiciones de contorno, ya que los vehículos tractores 1a y remolques 1b están disponibles en numerosas variantes y combinaciones. Por tanto, cada tipo diferente de vehículo tractor 1 a y cada tipo de combinación diferente de vehículo tractor 1a y remolque 1b pueden presentar una trayectoria diferente para la misma maniobra de conducción. Las diferentes trayectorias determinadas previamente se pueden almacenar en el sistema de dirección 14 y/o el controlador 13 del vehículo. En este caso, por ejemplo, se almacena qué radios de curva puede conducir un determinado vehículo de transporte 1 o un determinado vehículo tractor 1a con un determinado remolque 1b sin conflicto, por ejemplo, sin llegar a otros carriles y cómo debe ser conducido en este caso, por ejemplo para moverse hacia delante o hacia atrás y en este caso en recto o tomando una curva sin salirse del carril especificado. También es concebible en este contexto que se tenga en cuenta la trayectoria y/o la ruta deseada actualmente especificada de al menos otro vehículo de transporte 1 para evitar conflictos entre las trayectorias y/o las rutas deseada de varios vehículos de transporte 1. Conociendo y teniendo en cuenta las trayectorias posibles para un vehículo de transporte específico 1, el sistema de dirección 14 puede especificar una ruta deseada individual para cada vehículo de transporte 1 y transmitirla al controlador 13 del vehículo, por lo que la ruta deseada corresponde a una trayectoria posible para el vehículo de transporte 1. Mediante esto se asegura que sólo se especifiquen las rutas deseadas que el respectivo vehículo de transporte 1 pueda seguir sin conflicto a lo largo de una posible trayectoria.

Para poder controlar intencionadamente la tracción y la dirección en el contexto de la operación automatizada del vehículo de transporte 1, el estado real, en el sentido de los valores reales de la posición y orientación o alineación del vehículo de transporte 1, también debe ser comunicado de nuevo al sistema de dirección 14 y/o al control del vehículo 13. En este contexto, los valores del ángulo de articulación a1, el ángulo de dirección a2 y las velocidades de las ruedas 2 correspondientes determinados por medio de los sensores 15, 16 y 17 también son evaluados por el controlador 13 del vehículo y/o el sistema de dirección 14. Los valores reales de la posición y orientación o alineación del vehículo tractor 1a pueden determinarse, por ejemplo, mediante un sistema de posicionamiento que utiliza tecnología de transpondedor. En este caso, la posición del vehículo tractor 1a se puede calcular mediante una o dos antenas unidas al vehículo tractor 1a en relación a dos transpondedores unidos al suelo 3. También son concebibles otros sistemas de posicionamiento para determinar la posición y la orientación del tractor 1a, por ejemplo, D-GPS/Radar de posición larga - LPR para abreviar - donde el vehículo tractor 1a está provisto de dos antenas y las distancias se miden con respecto a los transpondedores LPR estacionarios que sirven como marcas de posición con el fin de calcular la posición y la alineación/orientación. Conociendo la posición y la orientación u orientación del vehículo tractor 1 a y conociendo el ángulo de articulación a1 determinado y las dimensiones del remolque 1 b también se pueden determinar la posición y orientación del remolque 1b y, por lo tanto, un valor real de la posición y de la orientación/orientación del remolque del vehículo de transporte 1 completo.

A continuación, mediante el controlador del vehículo 13 tiene lugar preferiblemente de forma continua una comparación de los valores reales de la posición y la orientación del vehículo de transporte 1, teniendo en cuenta los valores reales del ángulo de articulación a1 como se describió anteriormente, con la ruta deseada especificada correspondiente teniendo en cuenta una trayectoria adecuada. Las desviaciones de esta comparación se reducen mediante un control apropiado de la dirección y/o la tracción en el sentido de una regulación de la dirección y/o de la tracción, de modo que el vehículo de transporte 1 siga la ruta deseada con la menor desviación posible en el sentido de guiado automático. En el contexto de la regulación de la dirección o de la tracción, se debe tener en cuenta cualquier error en los sensores, ya que aquí los errores tienen una gran influencia, lo que puede conducir a una gran desviación de los valores reales mencionados anteriormente de la ruta deseada.

Las realizaciones anteriores, en particular la consideración de una trayectoria al especificar la ruta deseada y la consideración del estado real, también se pueden transferir a los vehículos de transporte 1 guiados manualmente. En este contexto, cuando los vehículos de transporte 1 son guiados manualmente, los conductores pueden recibir instrucciones de conducción mediante un sistema de información al conductor del vehículo de transporte 1 y sobre la base de las rutas deseada especificadas por el sistema de dirección 14. A continuación, el conductor tiene que convertir las instrucciones de conducción en las correspondientes maniobras de conducción interviniendo manualmente en el controlador del vehículo 13. En este caso, las instrucciones de conducción también se pueden adaptar continuamente teniendo en cuenta y, por lo tanto, dependiendo del estado real, en particular si un conductor no sigue las instrucciones de conducción basadas en una ruta deseada especificada o no las sigue dentro de una tolerancia especificable.

Lista de símbolos de referencia

1 Vehículo de transporte

1a Tractor

1b Remolque

2 Rueda

3 Superficie del pasillo

4a Primer eje

4b Segundo eje

4c Tercer eje

5 Cabina del conductor

6 Chasis

7 Placa articulada

8 Batería

9 Terminal

9a Muelle

10 Marco

11 Superficie de carga

11a Elemento de guía

12 Contenedor

13 Controlador del vehículo

14 Sistema de dirección

15 Sensor para determinar el ángulo de articulación 16 Sensor para determinar el ángulo de dirección 17 Sensor para determinar la velocidad rotacional 18 Zona de paso

19 Límite

20 Almacén

20a Zona de almacenamiento

21 Grúa de pórtico

22 Embarcación

23 Grúa portacontenedores

24 Ruta

25 Vehículo de transporte

26 Zona de transferencia

F Dirección de viaje

L Pasillo longitudinal

L1a Eje longitudinal del tractor

L1b Eje longitudinal del remolque Q Pasillo transversal

a l Ángulo de articulación a2 Ángulo de dirección

Claims (8)

REIVINDICACIONES

1. Método de funcionamiento de vehículos de transporte guiados automáticamente (1) para contenedores (12), cada uno de los cuales es guiado de forma automatizada durante la marcha hacia adelante y también durante la marcha hacia atrás y que comprenden un vehículo tractor (1a) y un remolque (1b) con una superficie de carga (11) para al menos un contenedor (12), en el que el respectivo vehículo de transporte (1), en particular el vehículo tractor (1a), comprende un controlador del vehículo (13) para accionar un mecanismo de dirección y uno de tracción del vehículo de transporte (1) de manera que el vehículo de transporte (1) siga una ruta deseada, caracterizado por que la ruta deseada se especifica teniendo en cuenta una trayectoria previamente determinada del respectivo vehículo de transporte (1), entendiendo por trayectoria una ruta de movimiento del respectivo vehículo de transporte (1) durante una maniobra de conducción, en donde se tiene en cuenta la trayectoria y/o la ruta deseada actualmente especificada de al menos otro vehículo de transporte (1) para evitar conflictos entre las trayectorias y/o las rutas deseadas de varios de vehículos de transporte (1), en donde para diferentes vehículos de transporte (1) se determinan diferentes trayectorias y se especifican diferentes rutas deseadas.

2. Método según la reivindicación 1, caracterizado por que la trayectoria se considera teniendo en cuenta las condiciones de contorno cinemáticas del vehículo de transporte (1).

3. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por que la ruta deseada especificada se compara con los valores reales de una posición y orientación del vehículo de transporte (1) y una desviación de los valores reales de la ruta deseada se reduce mediante el accionamiento correspondiente del mecanismo de dirección y/o de tracción.

4. Método según la reivindicación 3, caracterizado por que la posición y la alineación del vehículo de transporte (1) se determinan teniendo en cuenta el ángulo de articulación (a1) entre el vehículo tractor (1 a) y el remolque (1 b).

5. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que un ángulo de dirección (a2) se ajusta, por medio del mecanismo de dirección, en función de un valor real de un ángulo de articulación (a1) entre el vehículo tractor (1 a) y el remolque (1 b).

6. Sistema de accionamiento de vehículos de transporte guiados automáticamente (1) para contenedores (12), que comprende un sistema de dirección (14) y vehículos de transporte (1) para contenedores (12), que pueden ser guiados cada uno de forma automatizada durante la marcha hacia adelante y también durante la marcha hacia atrás y que comprenden un vehículo tractor (1 a) y un remolque (1 b) con una superficie de carga (11) para al menos un contenedor (12), en el que el respectivo vehículo de transporte (1), en particular el vehículo tractor (1 a) , comprende un controlador del vehículo (13) para accionar, de manera automatizada, un mecanismo de dirección y uno de tracción del vehículo de transporte (1) de manera que el vehículo de transporte (1) siga una ruta deseada, caracterizado porque el sistema de dirección (14) está configurado y diseñado para especificar la ruta deseada teniendo en cuenta una trayectoria previamente determinada del respectivo vehículo de transporte (1) y para transmitirla al controlador del vehículo (13), entendiéndose como trayectoria una ruta de movimiento del respectivo vehículo de transporte (1) durante una maniobra de conducción, en la que se considera la trayectoria y/o la ruta deseada actualmente especificada de al menos otro vehículo de transporte (1) para evitar conflictos entre las trayectorias y/o la ruta deseada. rutas de varios vehículos de transporte (1), donde para diferentes vehículos de transporte (1) se determinan diferentes trayectorias y se especifican diferentes rutas deseadas

7. Sistema según la reivindicación 6, caracterizado por que el sistema, en particular el sistema de dirección (14) y el controlador del vehículo (13), está configurado y diseñado para implementar un método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores.

8. Uso de un método y/o un sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores para un vehículo de transporte (1), cuya superficie de carga (11) está delimitada por elementos de guía (11 a) para guiar y alinear un contenedor (12) que va a colocarse en la superficie de carga (11).